Entmystifiziert: So funktioniert NVIDIAs 4-fach Adapter für den 12VHPWR-Anschluss der GeForce RTX 4090 wirklich!

1 - NVIDIAs Adapter entmystifiziert 2 - BIOS auf Abwegen und Workarounds, die keine waren

Wer kennt ihn nicht, den lustigen Adapter von NVIDIA, mit dem man vier PCIe 6+2 Pin Kabel zusammenführen kann, um auch Grafikkarten mit bis zu 600 Watt betreiben zu können. Wer nur drei Stecker anschließt, erhält nur 450 Watt und bei zwei Steckern startet der PC mit etwas Pech gar nicht mehr. Dabei spielt es auch keine Rolle, welchen der vier Anschlüsse man frei lässt. Genau dieser Umstand hat aber meine Neugierde geweckt, denn es gab im Zusammenspiel von „smartem“ Adapter und der Firmware einiger Bordpartner-Karten durchaus Probleme, die so nicht hätten auftreten dürfen.

Der Trick mit dem smarten Adapter

Natürlich hätte man das alles einfach auftrennen (und damit sicher auch zerstören) können, aber ich habe erstens nicht so viele Adapter und Zweitens ist es auch immer wieder eine sportliche Herausforderung, solche Details auch so herauszubekommen. Ich hatte ja im Launch-Video gesagt, dass man die Karte in der Theorie auch mit einem einzigen 6+2-Pin-Kabel betreiben könnte und bin dann dafür von Einigen arg angefeindet worden. Dass es geht, liegt in der Natur der Sache, nur muss eben man auch wissen, wie dieser Adapter funktioniert. Da NVIDIA noch nicht einmal den Boardpartnern und Netzteilherstellern verraten wollte, wie die Logik des Adapters funktioniert, bleib nur das eigene Labor.

Eine kleine Vorbemerkung ist auch noch wichtig: Bei allen Belegungen betrachte ich den 12VHPWR als Stecker (male) und die vier 8-Pin-Anschlüsse als Buchsen (female), so dass die Pin-Belegungen meist spiegelverkehrt zu dem sind, was man im Internet sonst so zu den jeweiligen Anschlüssen findet. Alles, was hier im Folgenden beschrieben wird, betrifft die jeweilige Frontansicht der Verbindungen des Adapters und nicht der Grafikkarte oder eingesteckten 6+2-Pin-Kabel!

Bereits vor dem Launch hatte ich bemerkt, dass sich das Power Limit der RTX 4090 FE automatisch verringert, wenn man ein Kabel weglässt. Das ist insofern ärgerlich, als dass NVIDIA nettes PCAT-Tool zur Messung der Leistungsaufnahme nur über drei Rails verfügt. Da ich aber eine sehr gut gefüllte Kabel-Kiste besitze, war ein Y-Stück schnell gefunden. Das ging dann auch ganz gut. Aus einer gewissen Neugier heraus habe ich mich dann den vierten Anschluss abgesteckt und mit einer Boardpartnerkarte ein Desaster erlebt. Doch dazu komme ich gleich noch, wenn es um die teilweise unerklärlichen Auswirkungen und diverse BIOS-Fehler geht. Wenn man statt des gesamten 6+2 Steckers jedoch nur den 2-Pin (Sense) einsteckt und dafür den 6-Pin für 12V und Masse weglässt, dann läuft nämlich wieder alles wie gewünscht. Merkt Ihr was?

Doch das wäre ja viel zu einfach und NVIDIA rechnet ja auch immer mit der „Unbedarftheit“ der Kunden. Also musste es sich um eine einfache Schaltlogik (UND-Gatter) handeln, die die beiden Pins des 12VHPWR dann entsprechend verschaltet. Also habe ich mal die ganzen Leitungen freigelegt und eigentlich genau das gesehen, was ich anhand meiner ersten Messungen zwischen den Kabeln auch erwartet hatte. Ohne angesteckte Kabel sind bereits jeweils die sechs 12V-Pins  und die sechs Masse-Pins in Stecker gebrückt, so dass ein auch nur noch eine einzige Spannungsschiene gibt. Damit entfällt natürlich auch die Möglichkeit, fehlende Rails zu erkennen, wie man es früher schaltungstechnisch auf der Grafikkarten-Platine beim Fehlen eines Steckers bemerken konnte. Und genau deshalb geht die ganze Geschichte leider auch mit einem einzigen Kabel zu betreiben, wenn man zusätzlich etwas trickst.

Einer der beiden Sense-Pins pro 6+2 Buchse war mit keiner der Leitungen direkt verbunden, auch nicht mit den beiden ersten Seitenband-Kontakten, die im 12VHPWR für die Erkennung der  TBP verantwortlich sind. Allerdings war der Widerstand auch nicht unendlich groß, sondern lag im Bereich üblicher IC-Eingänge. Aha, da haben wir es ja!

Doch schauen wir noch einmal kurz auf mein freigelegtes Kabelgewirr: Was sehen wir jetzt im Detail? Zum einen führt nur jeweils eine 12-Volt- und Masse-Leitung pro Buchse zum 12VHPWR, was aufgrund der Kürze des Kabels kein Beinbruch ist. Und messtechnisch ist es so, dass der obere der beiden Sense-Pins noch direkt in der Buchse an Masse angebunden ist. Und dann wird es interessant! An die erste 8-Pin-Buchse führen insgesamt 5 Leitungen: die zwei von den Sense-Pins des 12VHPWR -Steckers und jeweils ausgehend drei weitere Kabel, von denen jeweils eins an einen der anderen Anschlüsse führt.

Daraus ergibt sich natürlich auch, dass in der ersten Buchse eine kleine Schaltlogik verbaut sein muss, die über die 12V-Leitung mit gespeist wird. Da wir bereits wissen, dass am 12VHPWR alle Leitungen gebrückt auf einer einzigen Schiene liegen, muss das Kabel #1 also noch nicht einmal am Netzteil angeschlossen sein, wenn mindestens ein anderes angeschlossen wurde. Wenn man das herausgefunden hat, kann man ja der Übersichtlichkeit halber noch ein Blockschaltbild zeichnen, welches das Ganze schön veranschaulicht:

Damit wäre dann auch geklärt, wie NVIDIAs smarter „Wunder-Adapter“ funktioniert. Dumm nur, dass man als Alibaba-Protagonist den IC einfach weglassen und eine kleine feste Brücke integrieren kann, der die Sense-Pins am 12VHPWR einfach gegen Masse überbrückt. Deshalb meine Warnung: bitte so etwas NICHT kaufen! Was jedoch passiert, wenn sich das BIOS mit der neuen, abgestuften TBP-Welt noch etwas schwer tut, das sehr Ihr auf der nächsten Seite. Und es erklärt auch, warum es schon vor dem Launch Kollegen gab, die mit der gelieferten Boardpartnerkarte Probleme hatten.